Radiologie up2date 2018; 18(04): 363-374
DOI: 10.1055/a-0657-7046
Pulmonale und kardiovaskuläre Radiologie
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Nicht invasive MR-Angiografien der großen und kleinen herznahen Gefäße

Kai Müllerleile
,
Gunnar K. Lund
Further Information

Korrespondenzadresse

PD Dr. med. Kai Müllerleile
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Universitäres Herzzentrum Hamburg
Klinik für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie
Martinistraße 52
20246 Hamburg

Publication History

Publication Date:
14 December 2018 (online)

 

Die kardiovaskuläre MRT ist ein mittlerweile im klinischen Alltag etabliertes diagnostisches Instrument bei vielen kardiovaskulären Fragestellungen. Ein wichtiges Werkzeug sind hierbei verschiedene Methoden zur MR-Angiografie (MRA), die invasive oder CT-Angiografien (CTA) zum Teil bereits ersetzen konnten. Diese Arbeit gibt einen Überblick über die wichtigsten klinischen Anwendungen der MRA im Bereich der herznahen Gefäße.


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MRT-Techniken zur Angiografie

Fallbeispiel

Eine Patientin klagte bei ihrem Hausarzt über Arrhythmien. Dieser veranlasste daraufhin eine Echokardiografie, bei der sich das rechte Herz vergrößert darstellte. Es wurde die Indikation zur Kardio-MRT gestellt. Die beiden wichtigsten Differenzialdiagnosen bei dieser Konstellation sind die arrhythmogene rechtsventrikuläre Kardiomyopathie (ARVC) und Shuntvitien mit Links-rechts-Shunt.


In der Cine-MRT bestätigte sich die echokardiografisch gesehene Dilatation des rechten Herzens bei normal dimensioniertem linkem Herzen. Im nächsten Schritt wurden Flussmessungen über der Aorten- und Pulmonalklappe durchgeführt, um die jeweiligen Schlagvolumina bzw. Herz-Zeit-Volumina (HZV) zu vergleichen. Dadurch konnte bei der Patientin ein relevanter Links-rechts-Shunt nachgewiesen werden. Um diesen zu lokalisieren – wobei grundsätzlich intra- und extrakardiale Shunts berücksichtigt werden müssen – wurde das Verfahren der kontrastmittelverstärkten MRA eingesetzt und dabei ein Sinus-venosus-Defekt mit 2 fehlmündenden Pulmonalvenen nachgewiesen ([Abb. 1]).

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Abb. 1 Beispiel der Abklärung einer unklaren Rechtsherzvergrößerung mittels Kardio-MRT. a In der Cine-MRT vergrößerter rechter Ventrikel (RV) und rechter Vorhof (RA) bei normal dimensioniertem linkem Ventrikel (LV) und linkem Vorhof (LA). b Nachweis eines Links-rechts-Shunts durch Flussmessung mit HZV im Lungenkreislauf von 15,8 l/min im Vergleich zu 3,3 l/min im Systemkreislauf. c Sinus-venosus-Defekt in der kontrastmittelverstärkten MRA mit 2 korrekt in den linken Vorhof mündenden Pulmonalvenen (RPV I und RPV II) und 2 fehlmündenden Pulmonalvenen direkt im Bereich eines hohen Vorhofseptumdefekts (RPV III) sowie weiter kranial (RPV IV) in die V. cava superior (VCS).

Dieser Fall illustriert, wie sich verschiedene MRA-Techniken in die kardiovaskuläre Diagnostik mittels MRT einfügen.

Kontrastmittelverstärkte MRA

Die klassische dreidimensionale kontrastmittelverstärkte MRA mit schnellen Gradientenechosequenzen ist in der MRT die Referenzmethode zur Angiografie [1], [2]. Analog zur CTA wird bei diesem Ansatz ein Kontrastmittelbolus verwendet, um die Gefäße deutlich vom umliegenden Gewebe abgrenzen zu können. Den optimalen Zeitpunkt der Datenakquisition für das Zielgefäß („Timing“) bestimmt man wie in der CTA mit klassischen Verfahren wie dem automatischen „Bolus-Tracking“ oder dem „Test-Bolus“. Bei speziellen MRA-Varianten wird – ähnlich wie bei einer invasiven Angiografie – das Anfluten eines Kontrastmittelbolus kontinuierlich über die Zeit verfolgt, wodurch man verschiedene arterielle und venöse Phasen im selben Datensatz beurteilen kann. Die akquirierten dreidimensionalen Datensätze lassen sich dann mit verschiedenen Methoden nachbearbeiten:

  • Optisch ansprechende Maximum-Intensity-Projektionen (MIP) oder Volume-Rendering-Rekonstruktionen eignen sich zwar gut für einen anatomischen Überblick oder Befundpräsentationen, aber nicht für quantitative Analysen [3].

  • Für die eigentlichen Messungen verwendet man Bilder, die mittels sog. multiplanarer Reformatierungen (MPR) aus dem gemessenen 3-D-Datensatz erzeugt werden und so ausgerichtet sind, dass Gefäßdurchmesser „anatomisch korrekt“, also senkrecht zum Blutstrom an definierten Stellen gemessen werden können ([Abb. 2]) [3].

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Abb. 2 Beispiel der Rekonstruktionsmöglichkeiten einer kontrastmittelverstärkten MRA der Pulmonalarterie. Für die Übersicht und Präsentation lassen sich Oberflächen einzelner Strukturen des akquirierten 3-D-Datensatzes z. B. mittels der „Volume-Rendering“-Technik wie zentral in diesem Bild optisch ansprechend visualisieren (RVOT = rechtsventrikulärer Ausflusstrakt, LPA = linke Pulmonalarterie). Die eigentlichen Messungen werden aber anhand multiplanarer Reformatierungen (MPR) durchgeführt. Hierbei werden die Zielstrukturen – wie in diesem Fall die stenosierte Pulmonalarterie – in beliebigen Orientierungen rekonstruiert (hier violetter Kasten rechts oben und gelber Kasten rechts unten im Bild) und hierdurch eine anatomisch korrekte Quantifizierung des Gefäßlumens ermöglicht (blauer Kasten links oben im Bild).

Für eine kontrastmittelverstärkte MRA verwendet man in erster Linie gadoliniumhaltige, extrazelluläre Kontrastmittel. Diese weisen eine im Vergleich zu jodhaltigen Röntgenkontrastmitteln sehr niedrige Rate akuter unerwünschter Wirkungen auf [4]. Allerdings zeigte sich in den letzten Jahren, dass es zumindest bei bestimmten, instabileren Verbindungen nach wiederholten Gaben zu dauerhaften Ablagerungen von Gadolinium in Organen wie der Haut oder dem Gehirn kommen kann [5]. Obwohl für Ablagerungen von Gadolinium in bestimmten Hirnstrukturen bisher keinerlei negative Effekte für den Patienten nachgewiesen werden konnten, erscheint es sinnvoll, möglichst wenig und möglichst stabile gadoliniumhaltige MRT-Kontrastmittel zu verwenden oder kontrastmittelfreie MRA-Techniken zu nutzen [6]. Dies ist insbesondere für Patienten von Bedeutung, bei denen die MRA wie z. B. bei Verlaufskontrollen eines Aortenaneurysmas absehbar regelmäßig wiederholt werden muss.

Merke

Die kontrastmittelverstärkte MRA stellt weiter die Referenzmethode zur Gefäßdarstellung in der MRT dar.


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Kontrastmittelfreie MRA-Techniken

Die MRT bietet verschiedene Sequenzen zur kontrastmittelfreien Gefäßdarstellung. Bei der klassischen TOF-MRA (TOF = „Time-of-Flight“) wird das Signal von stationärem Gewebe im Vergleich zu strömendem Blut unterdrückt, wodurch die Gefäße signalreich und der Hintergrund signalarm dargestellt werden. Nachteile der TOF-MRA sind eine lange Messdauer und die Anfälligkeit für Bewegungsartefakte, sodass diese Methode zwar in der Neuroradiologie Standard ist, bei den sich in mehreren Dimensionen bewegenden thorakalen Gefäßen aber nur eingeschränkt eingesetzt werden kann. Im Gegensatz hierzu lassen sich mittels bSSFP-Sequenzen (bSSFP = „balanced steady-state free precession“) sowohl arterielle als auch venöse Gefäße sehr schnell und damit innerhalb von Atemanhaltemanövern signalreich, also hell im Bild darstellen. [Abb. 3] zeigt ein Beispiel, wie sich solche in wenigen Sekunden erhobenen bSSFP-Datensätze ähnlich wie klassische, kontrastmittelverstärkte Datensätze in diagnostisch ausreichender Qualität für die Befundung nachbearbeiten lassen. Diese Variante der Gefäßdarstellung hat sich auch aufgrund der robusten Bildqualität in vielen Bereichen zur Standardmethode für die kontrastmittelfreie Darstellung der thorakalen Gefäßanatomie und deren Beziehung zu umliegenden Strukturen entwickelt [1], [2]. Bei bestimmten Fragestellungen wie dem Verdacht auf eine Vaskulitis bieten sich dagegen „Black-Blood“-Techniken an, bei denen die Signalintensität des Blutes niedrig ist. Ziel ist hierbei weniger die Beurteilung des Gefäßlumens als die Beschaffenheit der Gefäßwand [7], [8].

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Abb. 3 Beispiel der Rekonstruktionsmöglichkeiten einer kontrastmittelfreien MRA. a Exemplarische transversale Schicht aus einem in Atemanhaltetechnik mittels einer bSSFP-Sequenz akquirierten 3-D-Datensatz des Thorax. Bei mittels bSSFP-Sequenzen erzeugten MRT-Bildern kommen sowohl die arteriellen Gefäße wie hier die Aorta und die Pulmonalarterien (PA) als auch die venösen Gefäße wie hier die V. cava superior (VCS) signalreich, also hell zur Darstellung. b Der 3-D-Datensatz kann anschließend wie ein konventionell mittels einer kontrastmittelverstärkten MRA erzeugter Datensatz nachverarbeitet werden. Trotz einer geringeren Ortsauflösung können hier ebenso MPR-Schichten frei im Raum ausgerichtet und anhand zweier Ebenen (oranger Kasten links oben und violetter Kasten links unten) anatomisch korrekte Gefäßquerschnitte (blauer Kasten rechts im Bild) hergestellt werden, um senkrecht zum Blutstrom orientierte Messungen der Gefäßdurchmesser durchführen zu können.
Merke

Für viele Fragestellungen stehen kontrastmittelfreie MRA-Techniken zur Verfügung, durch die eine Gabe von gadoliniumhaltigen Kontrastmitteln vermieden werden kann.


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Flussmessungen mittels Phasenkontrast-MRA

Eine spezielle Variante der kontrastmittelfreien MRA ist die Phasenkontrast-MRA. Durch eine spezielle Gradientenschaltung wird das Bild bei diesem Verfahren für durch die Schicht fließendes Blut empfindlich gemacht. Wesentliche Vorteile gegenüber Ultraschalltechniken sind die freie Wahl der Schichtorientierung und die Möglichkeit, nicht nur Flussgeschwindigkeiten, sondern auch direkt Flussvolumina durch die Schicht zu messen. Diese Technik ist daher besonders attraktiv, wenn es um die Quantifizierung von Flussvolumina wie z. B. bei Shuntvitien ([Abb. 1]) geht. Für diese Fragestellung ist die MRT invasiven und echokardiografischen Verfahren überlegen und kann diese in vielen Fällen der klinischen Routine vollständig ersetzen [1], [9], [10]. Eine vielversprechende neuere Anwendung sind 4-D-Flussmessungen ([Abb. 4]). Hierbei werden Flussgeschwindigkeiten in multiplen Richtungen über die Zeit z. B. in der thorakalen Aorta gemessen. So können auch komplexe Strömungsmuster visualisiert und analysiert werden. Zukünftig können damit z. B. Schlaganfallquellen in der Aorta identifiziert werden. Allerdings sind 4-D-Flussmessungen bisher durch den hohen Zeitbedarf sowohl bei der Datenakquisition als auch der Datenanalyse limitiert, sodass es sich bisher noch nicht um eine klinische Routineanwendung handelt [11].

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Abb. 4 Beispiel einer 4-D-MRT-Flussmessung der Aorta. Der aortale Blutfluss wird in der frühen (links), mittleren (Mitte) und späten (rechts) Systole bei einem Marfan-Patienten mit lokalisierter anuloaortaler Ektasie dargestellt. Die Flussgeschwindigkeit und die Blutflussprofile sind durch farbcodierte „Streamlines“ visualisiert. In der Aorta ascendens lässt sich statt eines physiologischen laminaren Strömungsprofils ein pathologischer helikaler Fluss (Pfeile) nachweisen. Darüber hinaus zeigt sich in der proximalen deszendierenden Aorta ein Strömungswirbel (Pfeilspitze). Von der Analyse solcher pathologischer Strömungsmuster in der Aorta, aber auch anderer Gefäße, wird z. B. zukünftig erwartet, Risikopatienten für Komplikationen wie eine Aortendissektion oder aber auch Emboliequellen für Schlaganfälle besser identifizieren zu können. Bild mit freundlicher Genehmigung überlassen von Herrn PD Dr. Peter Bannas, Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg.
Merke

Die Phasenkontrast-MRA ist eine MRT-Technik zur Quantifizierung von Blutflussgeschwindigkeiten bzw. -volumina, die z. B. bei der Quantifizierung von Shuntvitien andere Methoden bereits vollständig ersetzen kann.


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Klinische Anwendungen

MR-Koronarangiografie

Bei der MR-Koronarangiografie kommen sowohl kontrastmittelverstärkte als auch kontrastmittelfreie Techniken zur Anwendung. Insbesondere die Koronarostien können hierdurch zuverlässig dargestellt und im Hinblick auf eine Abgangsanomalie beurteilt werden [1], [9], [10]. Daher wird die MR-Koronarangiografie in den Konsensusempfehlungen der Deutschen Röntgengesellschaft (DRG) und Deutschen Gesellschaft für Kardiologie – Herz- und Kreislaufforschung (DGK) auch neben der CT-Koronarangiografie als eine der Methoden der Wahl zur Diagnostik von Koronaranomalien eingestuft [9]. [Abb. 5] zeigt ein Beispiel für eine kontrastmittelfreie MR-Koronarangiografie bei einem Patienten mit Koronaranomalie. Für die Identifizierung von Abgangsanomalien der Koronararterien ist somit mittlerweile keine invasive oder CT-Koronarangiografie mehr erforderlich. Dies sollte im klinischen Alltag vor allem bei jungen Patienten berücksichtigt werden, bei denen die Vermeidung von Röntgenstrahlung eine besondere Bedeutung hat. Für die Diagnostik von Koronarstenosen ist die MR-Koronarangiografie im klinischen Alltag – aufgrund der kleinen Gefäßdurchmesser und der starken Bewegungen der Koronararterien durch die Myokardkontraktion – nicht ausreichend genau. Die Angiografie zur Diagnostik einer koronaren Herzerkrankung wird daher weiterhin nicht empfohlen und bleibt im klinischen Alltag der CT und invasiven Koronarangiografie vorbehalten [9].

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Abb. 5 MR-Koronarangiografie bei Koronaranomalie eines jungen Patienten mit bikuspider Aortenklappe. Darstellung mittels einer SSFP-Sequenz ohne Kontrastmittel. Für die hier erforderlichen höheren Ortsauflösungen und Messung in definierten Herzphasen werden solche Messungen neben der EKG-Triggerung bei freier Atmung durch sog. Navigatormessungen gesteuert, die voreingestellte Atemlagen anhand der Zwerchfellposition identifizieren und dann die Messung auslösen. Bei diesem Patienten zeigte sich ein hoher, „tubulärer“ Abgang der linken (LCA) und rechten (RCA) Kranzarterie aus der Aorta (Ao) kranial der in diesem Falle fusionierten rechts- und linkskoronaren Tasche. a Die MPR zeigt besonders deutlich das „schlitzförmig“ wirkende Ostium der RCA und deren enge Lagebeziehung zur Pulmonalarterie, was als „potenziell maligne“ Koronaranomalie wegen einer möglichen Abscherung bzw. Kompression der ostialen RCA durch eine Dehnung von Aorta und Pulmonalarterie unter Belastung beschrieben wird. b Die „Volume-Rendering“-Rekonstruktion mit Blick auf die Aortenwurzel „von der Pulmonalarterie aus“ zeigt den tubulären Abgang direkt oberhalb der Raphe zwischen der fusionierten links- und rechtskoronaren Tasche besonders gut. Solche Darstellungen können insbesondere im Rahmen der präoperativen Planung dem Operateur wertvolle Hinweise für die Operationsstrategie liefern.
Merke

Die MR-Koronarangiografie erlaubt eine sichere Beurteilung von Abgangsanomalien, aber keine Koronardiagnostik bei Verdacht auf koronare Herzerkrankung.


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MR-Aortografie

Die MRA ist in den gültigen Leitlinien für Aortenerkrankungen als diagnostisches Standardverfahren enthalten. Aortenerkrankungen sind eine der häufigsten Indikationen für eine MRA [12].

Ein Großteil der Fragestellungen macht die Diagnostik und Verlaufsbeurteilung von Aortenaneurysmen aus ([Abb. 6 a]), bei denen sich insbesondere für Verlaufsbeurteilungen bei jungen Patienten auch die kontrastmittelfreien MRA-Techniken ohne relevanten Genauigkeitsverlust anbieten [1], [2], [12]. Neben dem etwas größeren Zeitaufwand für die Untersuchung ist die Beurteilung von Kalzifizierungen eine der wenigen Limitationen der MRA im Vergleich zur CTA. Für die Beurteilung der Aortenwurzel sind „Cine-MRT“-Aufnahmen von Bedeutung, bei denen über den gesamten Herzzyklus Bilder akquiriert werden, sodass analog zur Echokardiografie gezielt in Diastole bzw. Systole gemessen werden kann [3].

Eine typische Fragestellung für die MR-Aortografie im Kindesalter – und zur Abklärung einer Hypertonie bei Erwachsenen – ist die Frage nach einer Aortenisthmusstenose ([Abb. 6 b]).

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Abb. 6 Beispiele von MR-Aortografien. a Kontrastmittelverstärkte MRA („Volume-Rendering“-Rekonstruktion) bei einem Patienten mit Aneurysma der Aorta ascendens. Es zeigt sich ein auf den Bulbus und die aszendierende Aorta beschränktes Aneurysma (Pfeil), während der Aortenbogen bereits wieder normkalibrig ist. b Kontrastmittelverstärkte MRA (links MPR, rechts „Volume-Rendering“-Rekonstruktion) bei einem Kind mit eindeutig relevanter Stenose des Aortenisthmus unmittelbar distal des Abgangs der linken A. subclavia. Über diese rein anatomischen Darstellungen hinaus lässt sich mittels Phasenkontrast-MRA bei angiografisch weniger klaren Fällen die Flussbeschleunigung in der Stenose ähnlich wie bei Doppler-Messungen quantifizieren, um den Verdacht zu erhärten oder zu entkräften.

Technisch ist die MR-Aortografie auch für Patienten mit Verdacht auf eine Aortendissektion sehr gut geeignet. Allerdings wird sie im Akutstadium nur selten eingesetzt, weil die CT breiter verfügbar ist und eine schnellere Datenakquisition ermöglicht [12], [13]. Zur regelmäßigen postoperativen Verlaufskontrolle nach der operativen Versorgung wird die MR-Aortografie jedoch deutlich häufiger verwendet [12], [13]. Das MRT-Protokoll bei Verdacht auf eine Aortendissektion bzw. bei bekannter Aortendissektion sollte „Black-Blood“-Sequenzen zur Visualisierung der Dissektionsmembran, Cine-Aufnahmen und ggf. Flussmessungen zur Analyse der Flussverhältnisse im wahren bzw. falschen Lumen sowie eine klassische MRA enthalten. Durch solche umfassenden Protokolle lassen sich thorakale Aortendissektionen und intramurale Hämatome mit sehr hoher diagnostischer Genauigkeit identifizieren [13]. Der wesentliche Vorteil der MRT gegenüber der CT liegt in der funktionellen Analyse der Flussverhältnisse, insbesondere an „Entry“ und „Exits“ zwischen wahren und falschen Lumina [13]. Wesentliche technische Limitationen sind z. T. starke Artefakte durch implantierte Stentprothesen, die eine sichere Beurteilung einschränken oder sogar unmöglich machen können.

Neben konventionellen, rein anatomisch orientierten Methoden spielen mittlerweile bei vielen neuro- und kardiovaskulären Erkrankungen funktionell orientierte bildgebende Verfahren im Bereich der Aorta eine wichtige Rolle: So lässt sich über die Anatomie der Aorta hinaus MR-tomografisch z. B. sehr einfach ihre Dehnbarkeit messen. Diese sog. Aortendistensibilität spielt als Modulator des Blutdrucks eine zentrale Rolle für zahlreiche kardiovaskuläre Erkrankungen [14]. Ein anderer Ansatz ist die Erkennung pathologischer Strömungsmuster in der Aorta mittels 4-D-Flussmessungen ([Abb. 4]). Wesentlicher Fortschritt bei 4-D-Flussmessungen der Aorta ist die Möglichkeit zur visuellen Analyse komplexer, nicht laminarer Strömungsmuster wie z. B. von Wirbeln, die auf ein lokal erhöhtes Ruptur- oder Dissektionsrisiko hinweisen können, oder von Embolisationsmustern artherosklerotischer Plaques in der Aorta [11]. Obwohl die genannten Techniken noch keine Standardmethoden im klinischen Alltag darstellen, bieten sie doch ein großes Potenzial für eine zukünftig eher funktionelle als anatomische Therapiesteuerung von Aortenerkrankungen.

Einen gänzlich anderen Ansatz verfolgt die molekulare MRT-Bildgebung, die auf zellulärer bzw. molekularer Ebene inflammatorische oder fibrotische Umbauprozesse darzustellen vermag. Hier ist als Methode z. B. die Applikation von Eisenpartikeln („Ultrasmall Superparamagnetic Particles of Iron Oxide“, USPIOs) als MRT-Kontrastmittel zu nennen, deren Aufnahme durch Makrophagen sich als Signalverlust auf T2w Bildern zur molekularen Bildgebung nutzen lässt. Diese Methode könnte zukünftig analog zu den „vulnerablen Plaques“ durch den Nachweis von Inflammation „vulnerable Aneurysmen“ mit erhöhtem Ruptur- bzw. Dissektionsrisiko identifizieren, befindet sich aber weiterhin im Wesentlichen in prä-klinischer Erprobung [15].

Merke

Die Diagnostik bzw. Verlaufskontrolle von Aortenaneurysmata ist eine der wichtigsten Indikationen zur MR-Aortografie und kann mit oder ohne Kontrastmittelgabe durchgeführt werden.


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Pulmonalarterien- und Pulmonalvenen-MRA

Bei Erwachsenen mit angeborenem Herzfehler (EMAH) spielen in vielen Fällen die Anatomie und die Dimensionen der Pulmonalarterien eine wichtige Rolle. Daher ist eine MRA der Pulmonalarterien fester Bestandteil von MRT-Protokollen bei Patienten mit primären Erkrankungen der Pulmonalklappen und/oder -arterien und korrigierten komplexen Herzfehlern ([Abb. 2]) [9], [16]. Besonders hervorzuheben ist die Überlegenheit der MRT gegenüber anderen Methoden bei der Beurteilung von Pulmonalklappenvitien, weil man in nur einer Untersuchung das Klappenvitium quantifizieren, seine Auswirkungen auf die rechtsventrikuläre Anatomie und Funktion zeigen und die Pulmonalarterienanatomie darstellen kann [9].

Auch Lungenarterienembolien lassen sich MR-tomografisch nachweisen, allerdings ist der Einsatz bei der akuten Lungenarterienembolie – ähnlich wie bei der akuten Aortendissektion – in der klinischen Routine nicht etabliert [17].

Auch in der klinischen Routinediagnostik bei pulmonaler Hypertonie spielt die MRA derzeit eher eine untergeordnete Rolle und bleibt Ausnahmen, insbesondere in der Schwangerschaft, vorbehalten [18].

Durch eine kontrastmittelverstärkte MRA lässt sich die Anatomie des linken Vorhofs und der Mündungen der Pulmonalvenen sowohl bei Sinusrhythmus als auch bei Vorhofflimmern während der Messung ausgezeichnet beurteilen ([Abb. 7]). Bei der Pulmonalvenenisolation (PVI) zur Therapie von Vorhofflimmern ergeben sich 2 wesentliche Anwendungen für MRA des linken Vorhofs:

  • Zum einen wird in vielen Zentren die Anatomie der Pulmonalvenen und des linken Vorhofs aus einer MRA zur Erleichterung der anatomischen Orientierung in das elektroanatomische Mapping-System integriert [9], [19].

  • Zum anderen lässt sich mit einer MRA der Pulmonalvenen die mittlerweile seltene Komplikation einer Pulmonalvenenstenose nach PVI zuverlässig nachweisen und quantifizieren [9] – sowohl mittels rein morphologischer Darstellung als auch durch die Messung erhöhter Flussgeschwindigkeiten in der Pulmonalvene durch die Phasenkontrast-MRA ([Abb. 8]).

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Abb. 7 Kontrastmittelverstärkte MRA von Pulmonalvenen und linkem Vorhof bei einem Patienten mit Vorhofflimmern vor geplanter Pulmonalvenenisolation. Es zeigt sich als Variante eine gemeinsame linke Pulmonalvene (LPV) und rechts getrennte obere (RSPV) und untere (RIPV) Pulmonalvenen. Darüber hinaus kommt das linke Vorhofohr (LAA) sehr detailliert zur Darstellung. Eine solche MRA des linken Vorhofs kann in die bei der Katheterablation verwendeten elektroanatomischen Mapping-Systeme integriert und als anatomische Orientierungshilfe während der Ablation verwendet werden. Als weitere Strukturen kommt hier der linke Ventrikel (LV) und die Aorta mit 2 Bypass-Stümpfen (Sterne) zur Darstellung.
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Abb. 8 Kontrastmittelverstärkte MRA des linken Vorhofs bei einer Patientin mit der mittlerweile sehr seltenen Komplikation einer Pulmonalvenenstenose nach Pulmonalvenenisolation bei Vorhofflimmern. Die „Volume-Rendering“-Übersicht zeigt bereits stenosiert wirkende Ostien der linken oberen und unteren Pulmonalvenen (Pfeile). Die Stenosen lassen sich dann anhand der MPR (Kästen links im Bild) quantifizieren. In Zweifelsfällen können auch hier mittels Phasenkontrast-MRA erhöhte Flussgeschwindigkeiten in stenosierten Pulmonalvenen als nicht anatomische Zusatzkriterien herangezogen werden.
Merke

Die MRA des linken Vorhofs wird am häufigsten zur Integration in elektroanatomische Mapping-Systeme für eine bessere Orientierung bei der Pulmonalvenenisolation, aber auch zum Nachweis von Pulmonalvenenstenosen nach der Pulmonalvenenisolation eingesetzt.


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Anomalien und Shuntvitien

Eine häufige Frage für die kardiovaskuläre MRT ist eine unklare Rechtsherzvergrößerung bzw. der Verdacht auf Shuntvitien ([Abb. 1]) [16]. Wesentliche Vorteile der MRT sind dabei, dass mit einer Modalität:

  • die Morphologie und Funktion des Herzens erfasst,

  • mögliche Shunts mittels Phasenkontrast-MRA durch eine Quantifizierung des links- und rechtsventrikulären Schlag- bzw. Herz-Zeit-Volumens quantifiziert und

  • die Anatomie der thorakalen Gefäße mittels MRA zur Shuntlokalisation dargestellt werden kann [1], [3], [9], [10].

Diese Informationen können, wenn überhaupt, sonst oft nur durch die Kombination aus echokardiografischen, computertomografischen und invasiven Untersuchungen ermittelt werden. Diese Fragestellung ist daher eine besonders sinnvolle Indikation der Kardio-MRT, weshalb die Kardio-MRT in den DRG/DGK-Konsensusempfehlungen auch als für diese Fragestellung allen anderen Methoden überlegen bewertet wird [9].

Merke

Die Kardio-MRT ist Methode der Wahl zur Quantifizierung und Lokalisation eines Links-rechts-Shunts bei Anomalien wie einer Lungenvenenfehlmündung.


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Vaskulitiden

Neben den auf die Beurteilung des Gefäßlumens fokussierten Anwendungen erlauben bestimmte MRA-Techniken auch die Erfassung entzündlicher Veränderungen der Gefäßwand bei Vaskulitiden [7], [8]. Analog zu Veränderungen im Myokard sind dies einerseits flüssigkeitssensitive Sequenzen zum Nachweis eines Ödems in der Gefäßwand, aber auch die Kontrastmittelaufnahme von entzündlich veränderten Gefäßwänden [8]. Während sich computertomografisch vor allem die Wanddicke der Gefäße beurteilen lässt, bietet die MRA darüber hinaus zusätzliche Informationen zur inflammatorisch veränderten Beschaffenheit der Gefäßwand. Hierdurch kann neben der eigentlichen Diagnostik auch gut der Verlauf unter einer immunsuppressiven Therapie kontrolliert werden ([Abb. 9]).

Fallbeispiel

Verdacht auf Vaskulitis


Eine Patientin stellt sich mit seit einem Jahr bestehenden Kauschmerzen und nun progredienter Verschlechterung des Allgemeinzustandes, B-Symptomen, Anämie und unklarer CRP-Erhöhung bei ihrem Hausarzt vor. Ein Malignom konnte nicht nachgewiesen werden.


In der MRT ([Abb. 9]) ergab sich eine leichte Wandverdickung insbesondere der Aorta descendens mit gering vermehrter Kontrastmittelaufnahme. Die Patientin erhielt eine Steroidtherapie, unter der sich die Symptomatik prompt verbesserte. Im weiteren Verlauf wurde dann eine Riesenzellarteriitis diagnostiziert.

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Abb. 9 Darstellung der Aortenwand bei einer Patientin mit Riesenzellarteriitis. Insbesondere die Wand der Aorta descendens ist leicht verdickt und zeigt eine etwas vermehrte Kontrastmittelaufnahme (Pfeile) im dargestellten T1w-Bild mit Fettunterdrückung.
Merke

Vaskulitiden lassen sich in der MRT durch ein Ödem der Gefäßwand und/oder das Kontrastmittelaufnahmeverhalten identifizieren.


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Kernaussagen
  • Die kontrastmittelverstärkte MR-Angiografie ist weiterhin die Referenzmethode zur Gefäßdarstellung in der MRT, es sollten aber immer kontrastmittelfreie Techniken als Alternative erwogen werden.

  • Kontrastmittelfreie MR-Techniken erlauben neben einer oft gleichwertigen anatomischen Gefäßdarstellung auch eine Beurteilung der Gefäßwand, der Lagebeziehung zu umgebenden Strukturen und eine funktionelle Beurteilung von Blutflussgeschwindigkeiten und -volumina.

  • Neben der MR-Aortografie zur Diagnostik und Verlaufskontrolle von Aneurysmen und anderen Aortenerkrankungen sind Abgangsanomalien der Koronararterien, die Anatomie und Funktion von Pulmonalvenen, Shuntvitien und Vaskulitiden weitere Indikationen der MR-Angiografie.

Wissenschaftlich verantwortlich gemäß Zertifizierungsbestimmungen

Wissenschaftlich verantwortlich gemäß Zertifizierungsbestimmungen für diesen Beitrag ist Dr. med. Kai Müllerleile, Hamburg.


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Erstveröffentlichung

Dieser Beitrag wurde erstveröffentlicht in: Kardiologie up2date 2017; 13: 239–250


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Autorinnen/Autoren

Kai Müllerleile

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PD Dr. med. 1998 – 2004 Medizinstudium in Hamburg. 2004 – 2011 Facharztausbildung im Universitären Herzzentrum Hamburg. Seit 2011 Facharzt für Innere Medizin und Kardiologie. Seit 2012 Oberarzt und seit 2017 Leitender Oberarzt in der Klinik für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie im Universitären Herzzentrum Hamburg. Seit 2016 Kardiologischer Leiter im Centrum für interdisziplinäre Herzbildgebung am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. Schwerpunkte: Kardio-MRT und interventionelle Kardiologie.

Gunnar K. Lund

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Prof. Dr. med. 1984–1990 Studium der Humanmedizin an der RWTH Aachen. 1991–1998 Facharztausbildung Innere Medizin und Kardiologie im Universitären Herzzentrum Hamburg. Seit 1998 Facharzt für Innere Medizin. 1998–2000 Forschungsaufenthalt in San Francisco, USA, im Bereich Kardio-MRT. Seit 2005 Facharzt für Kardiologie. 2008–2011 Facharztausbildung Radiologie in der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. Seit 2011 Facharzt für Radiologie. Seit 2012 Oberarzt der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf. Seit 2016 Radiologischer Leiter des Centrums für interdisziplinäre Herzbildgebung der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie. Schwerpunkte: Kardio-MRT und Kardio-CT.

Interessenkonflikt

Die Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.


Korrespondenzadresse

PD Dr. med. Kai Müllerleile
Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Universitäres Herzzentrum Hamburg
Klinik für Allgemeine und Interventionelle Kardiologie
Martinistraße 52
20246 Hamburg


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Abb. 1 Beispiel der Abklärung einer unklaren Rechtsherzvergrößerung mittels Kardio-MRT. a In der Cine-MRT vergrößerter rechter Ventrikel (RV) und rechter Vorhof (RA) bei normal dimensioniertem linkem Ventrikel (LV) und linkem Vorhof (LA). b Nachweis eines Links-rechts-Shunts durch Flussmessung mit HZV im Lungenkreislauf von 15,8 l/min im Vergleich zu 3,3 l/min im Systemkreislauf. c Sinus-venosus-Defekt in der kontrastmittelverstärkten MRA mit 2 korrekt in den linken Vorhof mündenden Pulmonalvenen (RPV I und RPV II) und 2 fehlmündenden Pulmonalvenen direkt im Bereich eines hohen Vorhofseptumdefekts (RPV III) sowie weiter kranial (RPV IV) in die V. cava superior (VCS).
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Abb. 2 Beispiel der Rekonstruktionsmöglichkeiten einer kontrastmittelverstärkten MRA der Pulmonalarterie. Für die Übersicht und Präsentation lassen sich Oberflächen einzelner Strukturen des akquirierten 3-D-Datensatzes z. B. mittels der „Volume-Rendering“-Technik wie zentral in diesem Bild optisch ansprechend visualisieren (RVOT = rechtsventrikulärer Ausflusstrakt, LPA = linke Pulmonalarterie). Die eigentlichen Messungen werden aber anhand multiplanarer Reformatierungen (MPR) durchgeführt. Hierbei werden die Zielstrukturen – wie in diesem Fall die stenosierte Pulmonalarterie – in beliebigen Orientierungen rekonstruiert (hier violetter Kasten rechts oben und gelber Kasten rechts unten im Bild) und hierdurch eine anatomisch korrekte Quantifizierung des Gefäßlumens ermöglicht (blauer Kasten links oben im Bild).
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Abb. 3 Beispiel der Rekonstruktionsmöglichkeiten einer kontrastmittelfreien MRA. a Exemplarische transversale Schicht aus einem in Atemanhaltetechnik mittels einer bSSFP-Sequenz akquirierten 3-D-Datensatz des Thorax. Bei mittels bSSFP-Sequenzen erzeugten MRT-Bildern kommen sowohl die arteriellen Gefäße wie hier die Aorta und die Pulmonalarterien (PA) als auch die venösen Gefäße wie hier die V. cava superior (VCS) signalreich, also hell zur Darstellung. b Der 3-D-Datensatz kann anschließend wie ein konventionell mittels einer kontrastmittelverstärkten MRA erzeugter Datensatz nachverarbeitet werden. Trotz einer geringeren Ortsauflösung können hier ebenso MPR-Schichten frei im Raum ausgerichtet und anhand zweier Ebenen (oranger Kasten links oben und violetter Kasten links unten) anatomisch korrekte Gefäßquerschnitte (blauer Kasten rechts im Bild) hergestellt werden, um senkrecht zum Blutstrom orientierte Messungen der Gefäßdurchmesser durchführen zu können.
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Abb. 4 Beispiel einer 4-D-MRT-Flussmessung der Aorta. Der aortale Blutfluss wird in der frühen (links), mittleren (Mitte) und späten (rechts) Systole bei einem Marfan-Patienten mit lokalisierter anuloaortaler Ektasie dargestellt. Die Flussgeschwindigkeit und die Blutflussprofile sind durch farbcodierte „Streamlines“ visualisiert. In der Aorta ascendens lässt sich statt eines physiologischen laminaren Strömungsprofils ein pathologischer helikaler Fluss (Pfeile) nachweisen. Darüber hinaus zeigt sich in der proximalen deszendierenden Aorta ein Strömungswirbel (Pfeilspitze). Von der Analyse solcher pathologischer Strömungsmuster in der Aorta, aber auch anderer Gefäße, wird z. B. zukünftig erwartet, Risikopatienten für Komplikationen wie eine Aortendissektion oder aber auch Emboliequellen für Schlaganfälle besser identifizieren zu können. Bild mit freundlicher Genehmigung überlassen von Herrn PD Dr. Peter Bannas, Klinik und Poliklinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie und Nuklearmedizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg.
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Abb. 5 MR-Koronarangiografie bei Koronaranomalie eines jungen Patienten mit bikuspider Aortenklappe. Darstellung mittels einer SSFP-Sequenz ohne Kontrastmittel. Für die hier erforderlichen höheren Ortsauflösungen und Messung in definierten Herzphasen werden solche Messungen neben der EKG-Triggerung bei freier Atmung durch sog. Navigatormessungen gesteuert, die voreingestellte Atemlagen anhand der Zwerchfellposition identifizieren und dann die Messung auslösen. Bei diesem Patienten zeigte sich ein hoher, „tubulärer“ Abgang der linken (LCA) und rechten (RCA) Kranzarterie aus der Aorta (Ao) kranial der in diesem Falle fusionierten rechts- und linkskoronaren Tasche. a Die MPR zeigt besonders deutlich das „schlitzförmig“ wirkende Ostium der RCA und deren enge Lagebeziehung zur Pulmonalarterie, was als „potenziell maligne“ Koronaranomalie wegen einer möglichen Abscherung bzw. Kompression der ostialen RCA durch eine Dehnung von Aorta und Pulmonalarterie unter Belastung beschrieben wird. b Die „Volume-Rendering“-Rekonstruktion mit Blick auf die Aortenwurzel „von der Pulmonalarterie aus“ zeigt den tubulären Abgang direkt oberhalb der Raphe zwischen der fusionierten links- und rechtskoronaren Tasche besonders gut. Solche Darstellungen können insbesondere im Rahmen der präoperativen Planung dem Operateur wertvolle Hinweise für die Operationsstrategie liefern.
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Abb. 6 Beispiele von MR-Aortografien. a Kontrastmittelverstärkte MRA („Volume-Rendering“-Rekonstruktion) bei einem Patienten mit Aneurysma der Aorta ascendens. Es zeigt sich ein auf den Bulbus und die aszendierende Aorta beschränktes Aneurysma (Pfeil), während der Aortenbogen bereits wieder normkalibrig ist. b Kontrastmittelverstärkte MRA (links MPR, rechts „Volume-Rendering“-Rekonstruktion) bei einem Kind mit eindeutig relevanter Stenose des Aortenisthmus unmittelbar distal des Abgangs der linken A. subclavia. Über diese rein anatomischen Darstellungen hinaus lässt sich mittels Phasenkontrast-MRA bei angiografisch weniger klaren Fällen die Flussbeschleunigung in der Stenose ähnlich wie bei Doppler-Messungen quantifizieren, um den Verdacht zu erhärten oder zu entkräften.
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Abb. 7 Kontrastmittelverstärkte MRA von Pulmonalvenen und linkem Vorhof bei einem Patienten mit Vorhofflimmern vor geplanter Pulmonalvenenisolation. Es zeigt sich als Variante eine gemeinsame linke Pulmonalvene (LPV) und rechts getrennte obere (RSPV) und untere (RIPV) Pulmonalvenen. Darüber hinaus kommt das linke Vorhofohr (LAA) sehr detailliert zur Darstellung. Eine solche MRA des linken Vorhofs kann in die bei der Katheterablation verwendeten elektroanatomischen Mapping-Systeme integriert und als anatomische Orientierungshilfe während der Ablation verwendet werden. Als weitere Strukturen kommt hier der linke Ventrikel (LV) und die Aorta mit 2 Bypass-Stümpfen (Sterne) zur Darstellung.
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Abb. 8 Kontrastmittelverstärkte MRA des linken Vorhofs bei einer Patientin mit der mittlerweile sehr seltenen Komplikation einer Pulmonalvenenstenose nach Pulmonalvenenisolation bei Vorhofflimmern. Die „Volume-Rendering“-Übersicht zeigt bereits stenosiert wirkende Ostien der linken oberen und unteren Pulmonalvenen (Pfeile). Die Stenosen lassen sich dann anhand der MPR (Kästen links im Bild) quantifizieren. In Zweifelsfällen können auch hier mittels Phasenkontrast-MRA erhöhte Flussgeschwindigkeiten in stenosierten Pulmonalvenen als nicht anatomische Zusatzkriterien herangezogen werden.
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Abb. 9 Darstellung der Aortenwand bei einer Patientin mit Riesenzellarteriitis. Insbesondere die Wand der Aorta descendens ist leicht verdickt und zeigt eine etwas vermehrte Kontrastmittelaufnahme (Pfeile) im dargestellten T1w-Bild mit Fettunterdrückung.